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专利号: 2015105876312
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种类岩石试件标准粗糙度节理面的预制方法,其特征在于:在类岩石试件中预制标准粗糙度节理面的方法包括粗糙节理面模具的加工和含粗糙节理面类岩石试件的制备;

节理面模具包括切割得到的标准节理模板、特制的加工槽和螺杆,标准节理模板几何形心处加工带有内螺纹的固定孔,加工槽上有预留的定位孔,用于螺杆调整标准节理模板的两块钢板的间距,制作节理片的材料为复型材料,类岩石材料在浇注时具有一定的流动性。

2.根据权利要求1所述的一种类岩石试件标准粗糙度节理面的预制方法,其特征在于:标准节理模板的节理面形态是根据巴顿(N. Barton)给出的10种JRC标准粗糙度轮廓曲线进行数字化,通过火焰切割机对完整的钢板切割得到的;可以根据研究的需要从10组不同粗糙度的标准节理模板中选取需要的模板类型。

3.根据权利要求1所述的一种类岩石试件标准粗糙度节理面的预制方法,其特征在于:加工槽为一个钢板加工成的具有一定尺寸的钢槽,并在钢槽一定位置预设有定位孔。

4.根据权利要求1所述的一种类岩石试件标准粗糙度节理面的预制方法,其特征在于:节理面模具中定位孔和螺杆的作用是调整标准节理模板的两块钢板的间距,从而得到不同厚度的复型材料节理片,同时复型材料节理片的厚度也就是类岩石试样中预制节理面的开度。

5.根据权利要求1所述的一种类岩石试件标准粗糙度节理面的预制方法,其特征在于:所述的复型材料为高温可变为流动性好的液态,常温条件下为具有一定硬度和刚度的任何材料,如锡、铝等低熔点金属或聚乙烯或聚丙烯的热塑性塑料。

6.根据权利要求1所述的一种类岩石试件标准粗糙度节理面的预制方法,其特征在于:所述的类岩石材料为凝固前具有流动性、凝固后具有脆性、且熔点大于复型材料熔点的任何材料,如水泥砂浆或树脂。

7.根据权利要求1所述的一种类岩石试件标准粗糙度节理面的预制方法,其特征在于,所述的粗糙节理面制作模具加工包括如下步骤:a. 用图形处理软件将巴顿(N. Barton)给出的10种JRC标准粗糙度轮廓曲线数字化;

b. 将数字化JRC标准粗糙度轮廓曲线图输入数控火焰切割机,将长×宽×高=100mm× 50mm×30 mm的不锈钢板沿厚度方向切成尽量等厚度的一组(2块)钢模板,钢模板光滑侧几何形心处加工带有内螺纹的固定孔;

c. 重复上述步骤a和b,获得不同JRC值的10组不锈钢标准节理面模板;

d. 利用钢材焊接加工槽,加工槽内部净尺寸为105mm×55mm×45mm,在侧面(105mm ×55mm)钢板中心处预留贯穿的的带有内螺纹的定位孔;

e. 利用一对螺杆通过定位孔和固定孔将任一组不锈钢标准节理面模板固定在加工槽中,通过旋转螺杆可以调节不锈钢节理面模板的间距。

8.根据权利要求1所述的一种类岩石试件标准粗糙度节理面的预制方法,其特征在于,含粗糙节理面试件制备包括如下步骤:a. 确定需要预制的节理面JRC值和张开度;

b. 将JRC值对应的不锈钢节理面模板固定在加工槽中,旋转螺杆并利用游标卡尺得到预定的张开度;

c. 利用高温炉将复型材料高温加热变为液态,并在高温环境下将流动性较好的液态复型材料注入并充满加工槽,然后常温下自然冷却;

d. 复型材料凝固成形后拆模,裁剪获得任意尺寸的复型材料节理片;

e. 将节理片固定在类岩石材料试样加工模具中,然后将流动态类岩石相似材料注入模具中;

f. 流动类岩石相似材料试件硬化后,脱模,对于完全贯穿试件的裂隙片可以直接取出硬化后试件中的节理片;

g. 部分贯穿试件的节理片难以直接取出,可将试件放入高温炉中,在一定温度条件下将节理片熔化为液态后流出来,然后将试件在常温条件下自然冷却。